趙虹　黨犇　黨永潮　王小軍　吳娜　楊驍　王宇

摘要：在野外剖面及巖心觀察與描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)大量的鉆測井資料及測試分析資料，對延安組下部組合的沉積特征、巖性序列及測井相進行詳細(xì)的研究，重建延安組下部組合的古地理概貌。結(jié)果表明，研究區(qū)延安組延10期為一套辮狀河沉積體系，沉積相的發(fā)育受晚三疊世末印支運動造成的古地貌控制。延9—延7期，演化隨著湖區(qū)面積的增大， 形成以三角洲前緣亞相水下分流河道及水下分流間灣微相為主的湖泊—三角洲沉積體系。 砂體展布受到沉積相帶控制，? 呈近南北方向條帶狀分布， 三角洲水下分流河道砂體、 河流河道砂體是安塞油田延安組油氣儲集的骨架砂體。 結(jié)合古地貌特點認(rèn)為， 延10古河道砂壩側(cè)翼部位，延9、延8三角洲前緣分流河道為油氣勘探的有利目標(biāo)區(qū)。

關(guān)鍵詞：侏羅系；延安組下部組合；沉積體系；安塞—志丹地區(qū)；鄂爾多斯盆地

中圖分類號：TE121.1

DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2020－03－018

Depositional system and its evolution of the Lower Yan′anFormation Jurassic in Ansai district， Ordos Basin

ZHAO Hong1， DANG Ben1， DANG Yongchao WANG Xiaojun WU NaYANG XiaoWANG Yu1

Abstract： Based on the observation and description of outcrop and core data of the Lower Yan′an Formation， combining? the analysis of well logs and test data， the sedimentary characteristics， lithological successions and well logging facies have been detailed studied. The palaeogeography of the lower part Yan′an Formation has been rebuilt. The results show that Yan10 is a set of braided depositional systems. The ancient topography caused by the Indo－China movement in the end of the Late Triassic controlled the development of sedimentary facies. During the time of Yan9－Yan7， rapid delta extension formed the basic characteristic， which is the delta front underwater distributary channel deposition， which? is the important target to exploit oil and gas of the Lower Yan′an Formation.

Key words：Jurassic； the Lower Yan′an Formation； depositional system； Ansai—Zidan district； Ordos Basin

鄂爾多斯盆地是中國北方重要的中生代陸相沉積盆地，其中侏羅系延安組是盆地內(nèi)最重要的含煤、油地層之一［1-6］。由于侏羅系油藏埋深淺，產(chǎn)量高，經(jīng)濟效益好，成為今后重要的接替層系之一。隨著勘探程度的不斷深入，近年來，在安塞—志丹地區(qū)不斷有侏羅系延安組下部組合延8，延9油藏被發(fā)現(xiàn)，因而得到廣泛關(guān)注［7-19］?？碧介_發(fā)實踐表明，侏羅系油氣富集受沉積相的控制，因此開展該區(qū)侏羅系延安組下部組合沉積體系的研究具有重要的實際意義，同時也是安塞—志丹地區(qū)今后油氣穩(wěn)產(chǎn)的重要保證。

本研究在野外露頭剖面及研究區(qū)10口探井巖心觀察與描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合170口井的測井曲線及大量測試資料的分析，系統(tǒng)地刻畫了研究區(qū)延安組下部組合的沉積體系特征。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地是發(fā)育在華北克拉通之上、位于其西部的一個多旋回疊合型盆地［5-6］，是中國形成歷史最早、演化時間最長的沉積盆地。盆地周邊為斷裂、褶皺構(gòu)造帶，包括6個一級構(gòu)造單元；盆地中部大范圍為陜北斜坡，其上構(gòu)造簡單，僅有差異壓實的低幅度鼻狀隆起構(gòu)造，地層平緩，產(chǎn)狀不足1°。研究區(qū)位于陜北斜坡的中南部，地理上位于志丹東部和安塞南部（見圖1）。

鄂爾多斯盆地自晚古生代以來進入內(nèi)陸拗陷沉積盆地構(gòu)造演化階段，在三疊紀(jì)末期受印支運動主幕的影響，整個盆地抬升遭受剝蝕，形成了起伏不平的古地形，后期侏羅系正是基于這種凹凸不平的不整合面而沉積的。鄂爾多斯盆地侏羅系十分發(fā)育，分布廣泛，下、中、上三統(tǒng)發(fā)育齊全，但分布不均。據(jù)袁效奇等的劃分方案［20］（見圖2），侏羅系自下而上分為下侏羅統(tǒng)富縣組、中侏羅統(tǒng)延安組和直羅組、上侏羅統(tǒng)安定組和芬芳河組。其中，延安組根據(jù)巖性特征進一步自下而上分為4段，結(jié)合電性特征，劃分為10個油層組（自上而下依次為延1～延10）。

2 延安組下組合巖-電特征

研究區(qū)侏羅系延安組巖性為一套河流—湖泊—三角洲相沉積，下部為含礫砂巖、粗砂巖，中上部為中—細(xì)粒砂巖與泥巖的互層。

延10油層組為一套灰白色巨厚塊狀、中—粗粒砂巖，局部含礫，稱之為“寶塔砂巖”，巖性較穩(wěn)定，發(fā)育大型槽狀交錯層理、板狀交錯層理，可見硅化木，底部發(fā)育明顯的沖刷面構(gòu)造，見滯留沉積（見圖3A，B，C，D）。厚度較下伏富縣組穩(wěn)定，為40～80 m。電性特征明顯，表現(xiàn)為自然電位、自然伽瑪均呈箱狀負(fù)異常，較高的電阻率、低聲波時差（見圖4），為侏羅系延安組地層對比的主要標(biāo)志層。

延9油層組與下伏延10油層組構(gòu)成一個明顯的正旋回（見圖3E），厚30～60 m。其主要為一套灰綠、深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖夾灰色粉細(xì)砂巖薄層，可見砂巖透鏡體并含有大量的植物碎片，具小型交錯層理。本段地層代表了經(jīng)過富縣組及延10的填平補齊沉積后，較大范圍內(nèi)的湖泊三角洲相沉積。電性特征表現(xiàn)為大井徑、高聲波時差、自然電位正偏等特點（見圖4）。

延8油層組主要為一套灰白色、灰色、棕灰色厚層塊狀細(xì)砂巖與灰色、灰黑色泥巖互層（見圖3F，G），巖性較延9偏粗。厚度較穩(wěn)定，為30～45 m。常見沖刷-充填構(gòu)造，槽狀交錯層理、波狀層理、水平層理等。泥巖中多見炭化的植物碎片。電性特征表現(xiàn)為較高聲波時差，自然電位略負(fù)偏等特點（見圖4）。

延7油層組主要為灰綠色、暗灰色及少量杏黃色粉砂質(zhì)泥巖，下部夾細(xì)砂巖、泥巖（3H，I）。該層厚度穩(wěn)定，18～25 m，測井曲線雙M特征明顯，易于識別和劃分（見圖4）。

3 沉積體系特征

沉積體系是與作用相關(guān)的沉積相的集合體?；谝巴饴额^及鉆井巖心相標(biāo)志的識別、相序分析以及測井相分析表明，鄂爾多斯盆地安塞—志丹地區(qū)延安組下部組合主要發(fā)育辮狀河沉積體系、三角洲沉積體系及湖泊沉積體系，其特征如下。

3.1 辮狀河沉積體系

辮狀河主要發(fā)育在研究區(qū)南部延安組延10期，表現(xiàn)為以河道砂壩微相、泛濫平原微相為主構(gòu)成的辮狀河沉積。河道較直，砂體厚度大，橫向遷移頻繁，連續(xù)性好。多期河道縱橫向疊置，呈厚層狀產(chǎn)出，砂體基底沖刷面比較明顯，可見沖刷-充填構(gòu)造和滯留沉積。

河道砂壩沉積表現(xiàn)為旋回不完整且彼此疊置的巨厚砂層，河道沉積的下部為大型槽狀交錯層理的粗砂巖，位于河道基底沖刷面之上，通常河床底部含滯留礫巖沉積；上部為大型板狀交錯層理的河道砂壩沉積。研究區(qū)河道砂壩沉積砂巖比值較大，一般大于60％，砂體厚度多數(shù)在40～80 m，最大厚度逾100 m。自然電位曲線形態(tài)多為負(fù)偏箱狀（見圖5A），頂、底界面多為突變型，視電阻率曲線平直，少數(shù)呈鐘型，底部突變型和頂部漸變型。

3.2 三角洲沉積體系

三角洲沉積體系主要發(fā)育在延9和延8油層組，研究區(qū)主要發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，水下分流河道、分流間灣、席狀砂等是其主要微相，其中水下分流河道構(gòu)成三角洲前緣亞相的骨架砂體，是延安組的有利儲集砂體（見圖5B）。

1）水下分流河道：沉積物總體粒度較細(xì)，分選性中等—好，磨圓度中等，顆粒為次棱—次圓狀，以孔隙式膠結(jié)為主。巖性為灰綠色、深灰色粉砂巖、細(xì)砂巖，砂層薄，層數(shù)多，粉砂質(zhì)泥巖層較厚，常顯示為多個正韻律層的疊加。單層砂體厚一般2～8 m，個別厚度可達15 m。砂巖底部具沖刷面，局部含泥礫，中下部常發(fā)育槽狀交錯層理、平行層理。砂體或呈被泥巖、粉砂質(zhì)泥巖分割的孤立狀，或呈連續(xù)的疊置狀產(chǎn)出，疊置砂體的總厚度可達8～15 m。電測曲線特征呈中—高幅鐘形或指形，有多個砂體連續(xù)疊置的井段，則呈中—高幅圣誕樹形或箱形。

2）水下分流間灣：巖性為灰、深灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥巖。具水平層理及波狀層理，生物擾動構(gòu)造及蟲孔較發(fā)育。層面富集云母、碳屑。自然電位曲線和自然伽瑪曲線形態(tài)呈低幅度微齒狀或線狀。

3）席狀砂：巖性為灰色細(xì)、粉砂巖，具波狀層理、小型交錯層理及水平層理?？梢姲韺永淼茸冃螌永?，生物遺跡較豐富。砂體向岸方向加厚，向湖方向減薄，縱向上呈薄層狀，平面上沿末端砂壩或河道邊緣呈裙邊狀或帶狀分布。自然電位曲線呈幅度不等的齒狀，總體呈漏斗狀。

3.3 湖泊沉積體系

研究區(qū)湖泊沉積體系主要見于延9，延8及以上油層組中，主要由濱淺湖亞相組成，以淺湖亞相為主（見圖5C）；其巖性特征主要為灰綠色、灰黑色粉砂巖和泥巖，砂巖和泥巖互層時可形成透鏡狀層理，常見小型浪成波痕、沙紋交錯層理及小型交錯層理。含植物根、植物碎屑及葉片，泥巖中常含豐富的底棲生物化石，生物擾動構(gòu)造及遺跡化石發(fā)育。

4 沉積演化

基于研究區(qū)170余口鉆井的分層、砂體厚度、砂地比值的統(tǒng)計，結(jié)合區(qū)域古流向［21］，在單井相、多井相綜合分析的基礎(chǔ)上，詳細(xì)刻畫研究區(qū)延安組下部組合沉積體系的演化規(guī)律。

印支運動之后，由于地殼抬升，造成延長組頂部起伏不平的古侵蝕面，延10沉積是富縣期填平補齊作用的繼續(xù)，沉積體系受古地貌的影響和控制［20-24］。研究區(qū)發(fā)育辮狀河沉積（見圖6，7），即甘陜古河河道砂壩沉積的一部分，河道主體位于研究區(qū)西南部志丹縣—雙河—西河口—延安一帶，砂地比值高達90％以上。研究區(qū)北部發(fā)育幾條分支河道，主要以近南北向為主，自譚家營、肖館驛、郝家坪一帶，自北向南經(jīng)建華寺、 安塞縣城， 直抵高橋、 槐樹莊以南與近東西向甘陜古河匯聚（見圖8A）； 河道多分岔， 砂地比值在50％以上； 河道寬窄不一， 變化大。 砂體展布特征主要受控于由西向東的甘陜一級古河以及由北向南的三級古河的控制。 研究區(qū)砂體非常發(fā)育， 厚度為50～100 m。

延9期，沉積環(huán)境表現(xiàn)為快速湖侵，湖區(qū)面積迅速增大。研究區(qū)主要發(fā)育湖泊—三角洲沉積體系（見圖6B）。湖岸線大致位于研究區(qū)北部譚家營—郝家坪一線，岸線以北主要發(fā)育三角洲平原亞相沉積，由分流河道和分流河道間微相組成。岸線以南為三角洲前緣亞相沉積，由水下分流河道和水下分流河道間構(gòu)成，水下分流河道為其骨架砂體，砂地比30％～50％。研究區(qū)發(fā)育6支分流河道（見圖8B），向南繼續(xù)延伸入水后，水下分流河道繼續(xù)向前延伸，且河道分叉聚合現(xiàn)象明顯，使得砂體在南部尖滅，連片性變差。砂體厚度較大，一般5～25 m，最厚可達30余米。

延8期繼承了延9期的沉積環(huán)境， 為湖泊—三角洲沉積體系（見圖6C， 7）。 湖岸線變化不明顯， 岸線以北主要發(fā)育三角洲平原亞相沉積， 由分流河道和分流間灣微相組成； 岸線以南為三角洲前緣亞相沉積， 水下分流河道仍為其骨架砂體， 但水下分流河道砂地比明顯小于延9期， 介于30%～40％，三角洲前緣席狀砂比較發(fā)育。研究區(qū)發(fā)育4支水下分流河道（見圖8E），在向南推進的過程中，水下分流河道互相融合連接成片，局部分支分叉并向南延伸，水下分流河道主要呈近南北向和北東東向展布。砂體厚度一般0～20 m，最厚可達35 m。

延7期是盆地發(fā)育的穩(wěn)定充填期，此期三角洲平原擴大，但河流作用減弱，三角洲前緣不發(fā)育，推進速度減慢并部分有所收縮（見圖6，7）。此期，研究區(qū)內(nèi)砂體展布面積有所減?。ㄒ妶D8D），尤其是砂體厚度大多變薄，介于0～15 m。水下分流河道不是很發(fā)育，分流河道寬度和延伸距離明顯減小。其主要發(fā)育6支分流河道（見圖6D），砂地比介于30％～50％。

5 沉積演化對油氣的控制

延安組油藏屬于巖性油藏，油氣的聚集受沉積相帶控制， 侏羅系延安組油源與延長組同源［22］。作為大華北盆地一部分的鄂爾多斯盆地，在晚三疊世才開始發(fā)展成為一個獨立的湖盆。印支運動末期，華北板塊整體抬升，因風(fēng)化侵蝕及地面流水的沖刷，造成鄂爾多斯盆地內(nèi)上三疊統(tǒng)遭受強烈的侵蝕，形成河谷縱橫、殘丘廣布的古地貌景觀［23-26］。侏羅系就是在這樣的背景上開始沉積的。富縣組沉積時，盆地西部地勢較高，河谷切割深，盆地東部相對較平坦，河谷寬闊，總體顯現(xiàn)為西高（鹽池—鎮(zhèn)原）中陷（吳旗、華池、志丹）東緩（靖邊—富縣）的、向東及南東方向開口的、似盆狀構(gòu)造式樣的古地形地貌特征［24］。富縣期末，該區(qū)還有一次短暫的快速抬升過程，造成了富縣組與延安組之間一次短暫的沉積間斷。

到中侏羅世延10期時，地形差異仍然較大，沉積背景基本與富縣期相似。延10期，研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河沉積，沿甘陜古河谷自西向東發(fā)育了辮狀河道砂壩沉積，向北以發(fā)育河漫灘沉積為主。在研究區(qū)東部，由于晉陜古河的影響，自北而南發(fā)育辮狀河道砂壩沉積。延10期，河流流量變化快，河道不固定，經(jīng)常分支匯合，并以搬運、推移、載荷為特征，河床沖刷嚴(yán)重，河流上部的細(xì)粒沉積常被沖刷切割，縱向上形成多次疊加的厚層砂體，橫向上砂體連片。延10期砂體非常發(fā)育， 平均孔隙度值多大于14％， 滲透率平均值大于7×10-3 μm2，最大值達到28.9×10-3 μm2。古地貌決定了延安組延10油藏的分布，其中古地貌斜坡帶成為油氣聚集帶。

延10期沉積之后， 由于區(qū)域性的整體下降， 地形在區(qū)域上變得比較平坦， 氣候進一步濕潤。 延9—延8期迅速湖侵，三角洲沉積迅速進積，研究區(qū)形成了以三角洲前緣水下分流河道沉積為基本特征的沉積體系。延9—延8油藏屬于巖性油藏或構(gòu)造-巖性油藏，油氣的聚集受沉積相帶控制明顯，三角洲前緣亞相的水下分流河道砂體具有顆粒較粗、分選較好、砂體連片性強等特點，是油氣聚集的良好場所，也是油藏形成最基本的條件。因此，尋找侏羅系延安組油藏的總體規(guī)律為：沿古河道走，追單砂厚帶，構(gòu)造高、側(cè)向巖性遮擋。

6 結(jié) 論

1）安塞—志丹地區(qū)延安組下部組合主要沉積類型為辮狀河、湖泊和三角洲沉積體系。

2）延10期，研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河沉積，河道砂壩為其骨架相，河道遷移擺動，多期疊置，砂體厚度一般40～80 m，高可達100 m。砂地比一般大于60％，古河谷為其潛在儲集體。

3）自延9期，研究區(qū)的沉積環(huán)境表現(xiàn)為快速湖侵，湖區(qū)面積迅速增大。研究區(qū)延9—延8期主要發(fā)育湖泊—三角洲沉積體系，三角洲前緣水下分流河道構(gòu)成其骨架砂體，砂體厚度較大，一般厚度5～25 m，最厚可達30余m。砂地比介于30％～50％，是研究區(qū)重要的油氣儲集體。

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（編 輯 雷雁林）

收稿日期：2020－03－25

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查計劃項目（12120114009201）；國家科技重大專項資助項目（ 2017ZX05005002－004） ;國家油氣重大專項基金項目（ 2016ZX05046－002）

作者簡介：趙虹，女，陜西戶縣人，副教授，從事沉積學(xué)研究。